Fotovoltaické systémy můžeme vyhodnocovat z hlediska technického, energetického, ekologického a ekonomického. Ekonomický aspekt je důležitý zejména u nově projektovaných instalací. V článku jsou popsány základní druhy zapojení střešních síťových fotovoltaických systémů, jejichž rozvoj podporuje Ministerstvo životního prostředí prostřednictvím Státního fondu životního prostředí. Součástí analýzy je ekonomické vyhodnocení popisovaných řešení.
Výtah z článku, který vyšel v časopise Energie 21 č. 5/2019.
V České republice se plánovaný rozvoj v aktualizaci Státní energetické koncepce (ASEK) decentrálních fotovoltaických zdrojů nedaří od roku 2014 správně nastartovat. Tempo určené ASEK je naplňováno na úrovni 1 až 6 % plánu, a to instalacemi nejmenších střešních fotovoltaických instalací pro vlastní spotřebu u fyzických osob, s výkonem do 10 kWp. Historicky vypsané dotace středních a velkých střešních fotovoltaických systémů byly jen malým kamenem hozeným do rybníka. V závěru letošního roku očekáváme vypsání III. výzvy OP PIK, ale ani tato poslední výzva ve stávajícím dotačním období podstatně, třebaže bude s výkonem do 1 MWp, nezvrátí dosavadní vývoj podílu obnovitelných zdrojů (OZE) u nás.
Využití vyrobené elektřiny z OZE je zapotřebí vyhodnotit z hlediska technického, energetického, ekologického a ekonomického. Analýze proto byly podrobeny střešní fotovoltaické systémy připojené k síti, které se objevují nejčastěji na vnitřním trhu.
Technická řešení fotovoltaických systémů je důležité prozkoumat z několika směrů (rovin). Zaměříme se na rovinu užitečnosti, efektivnosti a ekonomiky.
V rovině efektivního řešení není možné stavět nejmenší, zpravidla jednofázové systémy, neboť by byla silně oslabena rovina užitečnosti a ekonomiky. Naopak navrhneme-li systém pro maximální užitečnost, posílíme ekologickou rovinu, ztratíme však, značně ve směru ekonomiky. Výstavba jednoduchých výkonově nejmenších systémů dosahuje značný ekonomický přínos, avšak kulhá s efektivností a řízením. V praxi jsou často tyto směry protichůdné, a proto je důležité se zaměřit na řešení podobného směru a obdobné orientace. Jedině tak vybereme ekonomicky nejlepší a vysoce návratná technická řešení.
V České republice je důležité zapojit do ekonomického posuzování ještě i rovinu legislativní – měření elektřiny. Před připojením do sítě u nově postavených fotovoltaických systémů distributor vymění stávající fakturační měřidlo (elektroměr se součtovým měřením všech tří fází najednou) za nové fakturační měřidlo (elektroměr s měřením každé fáze samostatně).
V drtivé převaze evropských zemí EU převažuje systém součtového měření, který je podle našeho názoru vhodnější pro aplikování zdroje na straně spotřebitele (zapojení je jednodušší, levnější). Z důvodu rozlišného způsobu měření bude docházet k menším či větším rozdílům (chyb) podle způsobu zapojení (3f/1f) a sestavy, složení, druhů a zapojení spotřebičů v objektu, využívání spotřebičů, zvyklosti domácnosti a počtu členů společně žijících, způsobu připojení zdrojů (3f/1f) a možnosti způsobu jejich řízení, způsobu využívání elektřiny pro účely přípravy TUV, vytápění, vaření apod. včetně způsobu regulace využití přebytků elektřiny (akumulace).
Závěr a doporučení: Analyzovány byly celkem čtyři druhy zapojení. Po dvou pro třífázový systém připojení, po dvou pro jednofázový systém připojení, v zapojení bez regulátoru, s regulátorem (pro využití přebytků). Všechny čtyři zapojení měly stejně zapojenou a výkonově shodnou spotřebu ve výši 2100 W. U každého zapojení byl použit měnič s výstupním výkonem na střídavé straně 3000 W.
Využíváním jednofázových řešení je podle výsledků analýz silně diskriminováno a nelze dosáhnout většího ekonomického využití, aniž bychom tomu přizpůsobili a přepojili třífázový rozvod spotřebičů do jedné fáze, případně zvětšíme jednofázové jištění, zapojíme jednofázový střídač s regulátorem přetoků. Vzhledem k uvedeným nevýhodám, které jednofázové řešení přinášejí, je nelze pro Českou republiku doporučit.
Z důvodu napojení českých domácností do NN distribuční sítě, které je z více než 99,8 % třífázové, lze doporučit před případným přepojováním domácího rozvodu do jedné fáze, použít třífázové střídače. Používání symetrického střídače v základním zapojení bez regulátoru přináší však jen 37 % ekonomické využití elektřiny a s tím spojenou nízkou návratnost.
Z analýzy vyplynulo, že nejlepším řešením z hlediska návratnosti je třífázový systém a využití asymetrického střídače, na kterém lze povolit přetoky, s rozšířeným zapojením o třífázový regulátor přetoků nebo přímo elektrickou akumulaci (akumulátorové baterie). Tímto řešením maximalizujeme ekonomické využití elektřiny na sto procent.
Ing. Petr Maule, LL. M., MBA, Česká fotovoltaická asociace (ČFA), www.cefas.cz
Obrázky:
Schéma měřicích systémů (elektroměrů) pro měření elektřiny (vlevo – součtové měření, vpravo – měření po fázích)
Energetické toky a výsledek měření spotřeby elektřiny při různých typech měření
Jednofázový FV systém bez regulátoru
Jednofázový FV systém s regulátorem
Třífázový FV systém bez regulátoru
Třífázový FV systém s regulátorem
